合成试验回路启动方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子与电力系统技术领域，特别涉及合成试验回路启动方法。
【背景技术】
[0002] 基于晶闸管串联均压技术的HVDC阀和SVC阀在电力电子与电力系统中得到了越 来越广泛的应用。目前国内外普遍采用合成试验回路对HVDC阀进行运行试验，以验证换流 阀的运行特性是否满足电力系统的要求，从而确保电网的安全稳定运行。
[0003] 合成试验回路目前主流的技术方案由高压小电流电压源与低压大电流电流源交 替对试品施加电压及电流应力，以模拟待试品实际运行时各种工况。采用这种合成试验的 方案无需超大容量的电源，节约了成本。为了实现高压小电流电压源与低压大电流电流源 交替对试品施加电压及电流应力，合成试验回路中需增加由晶闸管阀组、电容器及电感等 构成的辅助回路。
[0004] 合成试验回路中关键问题为启动，由于辅助回路中包括多台晶闸管阀组，每台晶 闸管阀组中包括多只晶闸管，每只晶闸管均配有晶闸管触发单元，在合成试验回路启动之 前，晶闸管触发单元并没有能量，因此也无法控制晶闸管开通。目前国内外的解决方案主 要有两种：其一为在所有晶闸管触发单元中加装蓄电池，在每次合成试验回路试验前先对 所有晶闸管触发单元中蓄电池充电，这种方案使用时十分繁琐，并且蓄电池使用寿命有限， 更换频繁；其二为在高压小电流电压源旁并联一台电压源，这台电压源可提供交变的电压 用于合成试验回路中辅助回路晶闸管阀组取能，启动合成试验回路前先投入这台取能电压 源，当晶闸管触发单元从交变的电源中获取触发能量后断开取能电压源，这种方案使用较 为容易，但增加了额外成本。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的，在于提供一种合成试验回路启动方案，解决了合成试验回路的启 动前，晶闸管触发单元无法自取能量的问题，无需增加额外成本，控制简单可靠。
[0006] 为达到上述目的，本发明的解决方案是：合成试验回路启动方法，包括如下步骤：
[0007] a)将电压源、电流源设置为热备用；
[0008] b)计算辅助阀和试品阀启动所需最小门槛电压Ust;
[0009] c)由最小门槛电压得出电压源触发延时角ast;
[0010] d)解锁电压源并控制触发延时角阶跃至a st;
[0011] e)先解锁辅助阀二Va2,至少20mS后解锁辅助阀三Va3、辅助阀四Va4、辅助阀五 Va5、隔离阀零VaO、隔离阀一 Val和试品阀Vt ;
[0012] f)电压源在触发角Cist下持续触发设定时间，然后切换到以试验电压为控制目标 的正常逻辑。
[0013] 合成试验回路包括电压源、辅助阀二Va2、辅助阀三Va3、辅助阀四Va4、辅助阀五 Va5、隔离阀零VaO、隔离阀一 Val、试品阀Vt、电流源、整流电容CL、振荡电容CS、振荡电感 LI、振荡电感L2和滤波电感L3。
[0014] 作为本发明进一步改进的技术方案，步骤b)所述的最小门槛电压Ust计算方法如 下：
[0016] 其中\为试品阀Vt晶闸管串联级数、n a。为隔离阀零VaO晶闸管串联级数、n al为 隔离阀零Val晶闸管串联级数、na2为辅助阀二Va2晶闸管串联级数、n a3为辅助阀三Va3晶 闸管串联级数、na4为辅助阀四Va4晶闸管串联级数、n a5为辅助阀五Va5晶闸管串联级数、 Ust vt为试品阀Vt单级晶闸管取能电压、U st_a。为隔离阀零（VaO)单级晶闸管取能电压、U st_ al为隔离阀零（Val)单级晶闸管取能电压、Ust a2为辅助阀二Va2单级晶闸管取能电压、U st_ a3为辅助阀三Va3晶闸管串联级数单级晶闸管取能电压、U st_a4为辅助阀四Va4单级晶闸管 取能电压、Ust a5为辅助阀五Va5单级晶闸管取能电压。
[0017] 作为本发明进一步改进的技术方案，步骤c)与步骤d)所述的电压源触发延时角 a st计算方法如下：
[0019] 其中Ue为电压源交流系统线电压有效值。
[0020] 作为本发明进一步改进的技术方案，步骤f)中，电压源在触发角a st下持续触发 OS至3S，然后切换到以试验电压为控制目标的正常逻辑。
[0021] 本发明可以至少实现以下有益效果：
[0022] 解决了合成试验回路的启动前，晶闸管触发单元无法自产能获取能量的问题，控 制简单可靠，节约成本。
【附图说明】
[0023] 图1是本发明合成试验回路结构图。
[0024] 图2是本发明流程图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
[0026] 图1为本发明合成试验回路结构图，合成试验回路包括电压源、辅助阀Va2、辅助 阀Va3/Va4、辅助阀Va5、隔离阀VaO/Val、电流源、整流电容CL、振荡电容CS、滤波电感L3、 振荡电感LU振荡电感L2。
[0027] 图2为本发明的流程图，首先将电压源设置为热备用，而后计算辅助阀和试品阀 启动所需最小门槛电压，由最小门槛电压得出电压源触发延时角a st，解锁电压源并控制触 发延时角阶跃至a st，而后先解锁辅助阀Va2,至少20mS后解锁试品阀Vt、电流源、VaO/Val、 Va3/Va4、Va5。电压源在此触发角下持续触发OS至3S，然后切换到以试验电压为控制目标 的正常逻辑。
[0028] 最小门槛电压Ust的确定主要依据Va2、Va3/Va4、Va5和Vt的取能电压，计算方法 如下：
[0030] 其中\为试品阀Vt晶闸管串联级数、n a。为隔离阀零（VaO)晶闸管串联级数、n al 为隔离阀零（Val)晶闸管串联级数、na2为辅助阀二（Va2)晶闸管串联级数、n a3为辅助阀三 (Va3)晶闸管串联级数、na4为辅助阀四（Va4)晶闸管串联级数、n a5为辅助阀五（Va5)晶闸 管串联级数、Ust vt为试品阀Vt单级晶闸管取能电压、Ust_a。为隔离阀零（VaO)单级晶闸管取 能电压、U st al为隔离阀零（Val)单级晶闸管取能电压、Ust a2为辅助阀二（Va2)单级晶闸管 取能电压、Ust a3为辅助阀三（Va3)晶闸管串联级数单级晶闸管取能电压、Ust a4为辅助阀四 (Va4)单级晶闸管取能电压、Ust a5为辅助阀五（Va5)单级晶闸管取能电压。
[0031] 若Vt、VaO、Val、Va2、Va3/Va4、Va5每个晶闸管触发单元取能时需要在每个晶闸 管两端施加的最小电压为 60V，即 Ust vt、Ust_a。、Ust_al、Ust_ a2、Ust_a3、Ust_a4、U st a5均为 60V ;并且 Vt、VaO、VaI、Va2、Va3/Va4、Va5的晶闸管阀组均由60级晶闸管串联而成，即nt、na。、n al、na2、 na3、na4、na5均为 60 ;
[0032] 由计算公式可知阀Va2与阀Va5串联则取能所需要的总电压为 (60X60/1000+60X60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，阀 Vt 与阀 Va3 串联则取能所需要的总 电压为（60X60/1000+60X60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，阀 Vt 与阀 Va4 串联取能所需要 的总电压为（60 X 60/1000+60 X 60/1000 = 3. 6+3. 6 = 7. 2) kV，阀VaO取能所需要的总电压 为（60X60/1000 = 3. 6) kV，阀Val取能所需要的总电压为（60X60/1000 = 3. 6) kV，以上 电压值取最大值为7. 2kV。
[0033] 通常高压小电流源电压源为六脉动整流桥，若电压源的交流系统电压为501^即Ue 为50kV，则a st为：
[0034]
[0035] 控制电压源触发角从150°阶跃至83. 87°，辅助阀Va2触发，而后Va3/Va4、Va5、 VaO/Val和Vt晶闸管触发单元获得能量，解锁Va3/Va4、Va5、VaO/Val、Vt及电流源，电压源 在此触发角下持续触发3秒，然后切换到以试验电压为控制目标的正常逻辑。
[0036] 综上所述，采用本发明的上述实施方案后，可以至少实现以下有益效果：
[0037] 1)控制简单可靠；
[0038] 2)节约成本。
[0039] 以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是 按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围 之内。
【主权项】
1. 合成试验回路启动方法，其特征在于包括如下步骤： a) 将电压源、电流源设置为热备用； b) 计算辅助阀和试品阀启动所需最小门槛电压Ust; c) 由最小门槛电压得出电压源触发延时角ast; d) 解锁电压源并控制触发延时角阶跃至ast; e) 先解锁辅助阀二Va2,至少20mS后解锁辅助阀三Va3、辅助阀四Va4、辅助阀五Va5、 隔尚阀零VaO、隔尚阀一Val和试品阀Vt; f) 电压源在触发角ast下持续触发设定时间，然后切换到以试验电压为控制目标的正 常逻辑。2. 如权利1所述的合成试验回路启动方法，其特征在于步骤b)所述的最小门槛电压 Ust计算方法如下：其中\为试品阀Vt晶闸管串联级数、na。为隔离阀零VaO晶闸管串联级数、nal为隔离 阀零Val晶闸管串联级数、na2为辅助阀二Va2晶闸管串联级数、na3为辅助阀三Va3晶闸管 串联级数、na4为辅助阀四Va4晶闸管串联级数、na5为辅助阀五Va5晶闸管串联级数、Ustvt 为试品阀Vt单级晶闸管取能电压、Ust_a。为隔离阀零（VaO)单级晶闸管取能电压、Ustal为隔 离阀零（Val)单级晶闸管取能电压、Usta2为辅助阀二Va2单级晶闸管取能电压、Usta3为辅 助阀三Va3晶闸管串联级数单级晶闸管取能电压、Usta4为辅助阀四Va4单级晶闸管取能电 压、Usta5为辅助阀五Va5单级晶闸管取能电压。3. 如权利1所述的合成试验回路启动方法，其特征在于步骤c)与步骤d)所述的电压 源触发延时角ast计算方法如下：其中Ue为电压源交流系统线电压有效值。4. 如权利1或2或3所述的合成试验回路启动方法，其特征在于：步骤f)中，电压源 在触发角ast下持续触发OS至3S，然后切换到以试验电压为控制目标的正常逻辑。
【专利摘要】本发明公开合成试验回路启动方法，包括如下步骤：a)将电压源、电流源设置为热备用；b)计算辅助阀和试品阀启动所需最小门槛电压Ust；c)由最小门槛电压得出电压源触发延时角αst；d)解锁电压源并控制触发延时角阶跃至αst；e)先解锁辅助阀二Va2，至少20mS后解锁辅助阀三Va3、辅助阀四Va4、辅助阀五Va5、隔离阀零Va0、隔离阀一Va1和试品阀Vt；f)电压源在触发角αst下持续触发设定时间，然后切换到以试验电压为控制目标的正常逻辑。本发明可实现合成试验回路所有阀组自取能，并可靠进入正常运行。
【IPC分类】G01R31/00
【公开号】CN105044503
【申请号】CN201510390289
【发明人】方太勋, 刘磊, 孙健, 高晟辅, 曹冬明, 张翔
【申请人】南京南瑞继保电气有限公司, 南京南瑞继保工程技术有限公司, 常州博瑞电力自动化设备有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月6日